Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Evaluation of MEMS accelerometer and gyroscope for orientation tracking nutrunner functionality
KTH, School of Technology and Health (STH), Medical Engineering, Computer and Electronic Engineering.
2017 (English)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utvärdering av MEMS accelerometer och gyroskop för rörelseavläsning av skruvdragare (Swedish)
Abstract [en]

In the production industry, quality control is of importance. Even though today's tools provide a lot of functionality and safety to help the operators in their job, the operators still is responsible for the final quality of the parts. Today the nutrunners manufactured by Atlas Copco use their driver to detect the tightening angle. There- fore the operator can influence the tightening by turning the tool clockwise or counterclockwise during a tightening and quality cannot be assured that the bolt is tightened with a certain torque angle. The function of orientation tracking was de- sired to be evaluated for the Tensor STB angle and STB pistol tools manufactured by Atlas Copco. To be able to study the orientation of a nutrunner, practical exper- iments were introduced where an IMU sensor was fixed on a battery powered nutrunner. Sensor fusion in the form of a complementary filter was evaluated. The result states that the accelerometer could not be used to estimate the angular dis- placement of tightening due to vibration and gimbal lock and therefore a sensor fusion is not possible. The gyroscope by itself can be used to provide the angular displacement around every axis with high accuracy without taking into account the gimbal lock phenomena or external forces in the form of vibration of the tool. The gyroscope provided data with a probability to measure ±1° in future tightenings by 69,76%. The gyroscope provided data with high accuracy and stability and can be used in real world application and production for true angle functionality of the tools. 

Abstract [sv]

I produktionsindustrin är kvalitetskontroll av stor betydelse. Även om dagens verk- tyg innehåller mycket funktionalitet och säkerhet för att hjälpa operatörer i jobbet, är operatören fortfarande ansvarig för den slutliga kvaliteten. Idag använder Atlas Copcos skruvdragare motorns vridmoment för att göra den slutliga åtdragningen. Därav kan operatören påverka åtdragningen genom att vrida verktyget medurs el- ler moturs under en åtdragning och kvaliteten kan inte säkerställas att bulten dras med ett visst vridmoment. Funktion för rörelseavläsning var önskvärd att utvärde- ras för Tensor STB-vinkel- och STB-pistolverktygen tillverkade av Atlas Copco. För att kunna studera orienteringen hos en skruvdragare introducerades praktiska ex- periment där en IMU-sensor fixerades på en batteridriven skruvdragare. En Sen- sorfusion i form av ett komplementärt filter utvärderades. Resultaten visar att acce- lerometern inte kunde användas för att uppskatta vinkelförskjutningen av en åt- dragning på grund av vibration och gimballås och därav kan inte fusionen heller nyttjas. Gyroskopet i sig kan användas för att ge vinkelförskjutningen runt varje axel med hög noggrannhet utan att ta hänsyn till gimballåsfenomen eller yttre kraf- ter i form av vibration från verktyget. Gyroskopet gav data med en sannolikhet att mäta ± 1° i avvikelse från ett förbestämt värde i framtida åtdragningar med 69,76%. Vidare utvärdering av gyroskop och implementation av detta borde göras innan detta skulle anses kunna användas i en riktig applikation för rörelseavläsning un- der en åtdragning. 

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , p. 64
Series
TRITA-STH ; 2017:115
Keyword [en]
MEMS, IMU, accelerometer, gyroscope, nutrunner, orientation tracking
Keyword [sv]
MEMS, IMU, accelerometer, gyroskop, skruvdragare, rörelseavläsning
National Category
Embedded Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-215163OAI: oai:DiVA.org:kth-215163DiVA, id: diva2:1146723
External cooperation
Atlas Copco
Subject / course
Embedded System Design
Educational program
Bachelor of Science in Engineering - Electrical Engineering
Examiners
Available from: 2017-10-04 Created: 2017-10-03 Last updated: 2017-10-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Erik Grahn(7217 kB)66 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 7217 kBChecksum SHA-512
4dfcb33a237646d8b71236ee5d9f4e188a1514f3d607e969f64723c20f9196822ff039622e6029dcceee58c2d0bce0bff6d9a9cf882e798659836d35fdec35b7
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Computer and Electronic Engineering
Embedded Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 66 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 252 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf